DE4409200C2 - Schallabschirmplatte mit Durchgangslöchern und Arbeitsverfahren derselben - Google Patents
Schallabschirmplatte mit Durchgangslöchern und Arbeitsverfahren derselbenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schallab
schirmplatte gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, so
wie auf ein Arbeitsverfahren einer Schallabschirmplattenan
ordnung.
Im allgemeinen wird bei einem Kraftfahrzeug eine Bodengruppe
(ein Unterbau) am unteren Ende eines Motorraums angebracht.
Diese Bodengruppe dient als Einrichtung, welche eine direkte
Stoßberührung von Motorteilen wie beispielsweise einer Motor
ölwanne mit Vorsprüngen und/oder Hindernissen verhindern soll,
die auf einer Straßenoberfläche zwischen den linken und rech
ten Rädern des Fahrzeugs vorhanden sind, auf welchen das Fahr
zeug fährt, und dient zusätzlich als Schallabschirmwand zur
Unterdrückung eines Motorgeräusches, welches vom Motor des Kraft
fahrzeugs in den Raum außerhalb des Kraftfahrzeugs abgegeben
wird.
Natürlich wird, wenn die an der Bodengruppe angebrachte Fläche
größer wird, die erzielte Wirkung bezüglich einer Verhinde
rung des Ausstrahlens von Motorgeräuschen nach außen infolge
der Bodengruppe größer. Wenn jedoch die angebrachte Fläche
größer wird, nimmt auch der Abdichtungsgrad des Motors bezüg
lich dem Außenraum des Fahrzeugs infolge der Bodengruppe zu,
so daß sich die Belüftungswirkung verschlechtert, die durch
die Bodengruppe erzielt wird. Daher steigt die Umgebungstem
peratur im Motorraum an, und die erhöhte Umgebungstemperatur
führt zu negativen Einflüssen auf den Motor.
Die ersten Veröffentlichungen japanischer Gebrauchsmuster-
Registrierungsanmeldungen Nr. Showa 59-188722, veröffentlicht
am 14. Dezember 1984, und Showa 60-131470, veröffentlicht am
3. September 1985, verdeutlichen erste, bislang vorgeschlage
ne Anordnungen von Bodengruppen, die bei Kraftfahrzeugen ein
setzbar sind (nachstehend als erste Dokumente bezeichnet).
Bei den voranstehend angegebenen ersten Veröffentlichungen
der beiden japanischen Gebrauchsmuster-Registrierungsanmel
dungen (bei dem ersten Dokument) ist die an der Bodengruppe
an der Ölwanne angebrachte Fläche verringert, um so die er
forderlichen Luftbelüftungseigenschaften sicherzustellen, wo
bei die tatsächlichen Schallabschirmeigenschaften der Boden
gruppe mehr oder weniger geopfert werden.
Andererseits verdeutlicht eine weitere erste Veröffentlichung
einer japanischen Gebrauchsmuster-Registrierungsanmeldung mit
der Nr. Showa 59-153598, die am 15. Oktober 1984 veröffent
licht wurde, ein zweites, bislang vorgeschlagenes Schall
schluckteil, welches an der Bodengruppe einsetzbar ist (nach
stehend als zweites Dokument bezeichnet).
Bei dem zweiten Dokument ist das Schallschluckteil mit meh
reren Stufen kleiner Kammern in der Innenseite des Schall
schluckteils versehen, wobei jede kleine Kammer mit einer der
anderen kleinen Kammern über dazwischen angeordnete kleine
Löcher in Verbindung steht.
Wenn das Material des Schallschluckteils bei dem zweiten Doku
ment infolge einer Schalldruckänderung des Schalls elastisch
verformt wird, gelangt Luft durch die kleinen Löcher, so daß
sie in den kleinen Kammern bewegt wird, so daß eine Drossel
wirkung der kleinen Löcher während der Bewegung der Luft zu
den kleinen Kammern zu einer Abschwächung der Schallenergie
führt, wodurch der Schallschluckeffekt bewirkt wird.
Bezüglich der voranstehend erwähnten Bodengruppe verlangt
jedenfalls die Kraftfahrzeugindustrie, daß die Bodengruppe
nicht nur Schallschluckeigenschaften aufweist, sondern auch
Luftbelüftungseigenschaften.
Zur Erfüllung dieser Forderungen wird an der Bodengruppe ei
ne Öffnung vorgesehen. Allerdings tritt in diesem Fall das
Motorgeräusch durch die Öffnung aus. Daher gibt es keine
Schallabschirmeinrichtung, welche als Kompromiß beide Anfor
derungen erfüllt. Konventionellerweise wird einer Bodengrup
pe, die Wärmewiderstandseigenschaften aufweist sowie Luftbe
lüftungseigenschaften, mehr Bedeutung beigemessen, und mög
licherweise werden die Schallabschirmeigenschaften der Boden
gruppe eher geopfert.
In den letzten Jahren sind jedoch die Umweltschutzanforde
rungen zur Verringerung der Geräusche, die vom Innenraum
des Fahrzeugs nach außen abgegeben werden, angestiegen. Da
her wurde eine Verbesserung der Schallabschirmeigenschaften
der Bodengruppe erforderlich, sowie eine Beibehaltung der
Luftbelüftungseigenschaften der Bodengruppe.
Andererseits wird bei dem Schallschluckteil, welches in dem
zweiten Dokument erwähnt ist, vorgeschlagen, daß es bei der
Schwingungsunterdrückung eines Armaturenbretts und derglei
chen eingesetzt wird. Obwohl es in der Hinsicht wirksam ist,
daß es bei einem Armaturenbrettunterbau des Kraftfahrzeugs
eingesetzt werden kann, läßt sich das Schallabschirmteil nicht
mehr bei der Bodengruppe einsetzen. Dies liegt daran, daß die
Belüftungseigenschaften nicht ausreichend sichergestellt wer
den können, wenn das Schallschluckteil einfach an der Boden
gruppe angebracht wird.
Die erste Veröffentlichung einer japanischen Patentanmeldung
Nr. Showa 60-85043, veröffentlicht am 14. Mai 1985, zeigt ei
ne dritte, bislang vorgeschlagene Schallabschirmwand, die an
der Bodengruppe des Kraftfahrzeug-Motorraums eingesetzt wer
den kann (nachstehend als drittes Dokument bezeichnet).
Die Schallabschirmwand bei dem dritten Dokument kann beide
Anforderungen erfüllen, nämlich die Belüftungseigenschaften
und die Schallabschirmeigenschaften für die Bodengruppe. Bei
der Schallabschirmwand des dritten Dokuments sind mehrere
Leitungskanäle vorgesehen, und deren Längen variieren so, daß
die Phasen des Schalls, der von einer Abstrahlungsoberfläche
abgestrahlt wird, in der Schallabschirmwand so abgelenkt wer
den, daß sich der Schall gegenseitig auslöscht, um so hier
die Schallabschirmwirkung zu erzielen.
Aus dem dritten Dokument geht hervor, daß die Schallabschirm
wand die Anforderungen vollständig erfüllen kann, so daß
sowohl die Belüftungseigenschaften als auch die Schallab
schirmeigenschaften miteinander verträglich miteinander zur
Verfügung gestellt werden.
Der Raumbedarf dieser Konstruktion erweist sich jedoch bei
Montage im Bodenbereich des Motorraumes eines Kraftfahrzeu
ges als problematisch.
Im einzelnen ist bei der Bodengruppe des Motorraums die Boden
gruppe zwischen den Teilen innerhalb des Motorraums und dem
Boden, also einer Straßenoberfläche, angeordnet. Bei dieser
dazwischen angeordneten Anordnung der Bodengruppe ist es eben
falls erforderlich, ein Minimum an Bodenfreiheit in Betracht
zu ziehen.
Daher läßt sich der Raum zwischen dem Motorraum der Fahrzeug
karosserie und der Straßenoberfläche, in welchem die Boden
gruppe tatsächlich angebracht werden kann, als ein Raum defi
nieren, der von der minimalen Bodenfreiheit bis zu den Teilen
innerhalb des Motorraums reicht.
Da die Bodengruppe innerhalb des voranstehend definierten
Raums angebracht ist, gibt es darüber hinaus eine Begrenzung
für ihre Abmessungen, insbesondere bezüglich der Dicke der
Bodengruppe.
Da bei der Schallabschirmwand nach dem dritten Dokument sich
die Schallsignale gegenseitig auslöschen, um den Schall in
folge der Phasendifferenzen abzuschirmen, die durch die Unter
schiede der Längen der Leitungskanäle hervorgerufen werden,
durch welche der Schall hindurchgelangt, ist es darüber hin
aus erforderlich, Längenunterschiede der Kanalleitungen ent
sprechend den jeweiligen halben Wellenlängen der Schallsigna
le zu erzeugen, die ausgelöscht werden sollen.
In einem Fall, bei welchem die Schallabschirmwand bei dem
dritten Dokument mit dem Schallabschirmeffekt gegen Schall
versehen ist, der relativ große Wellenlängen aufweist, die be
züglich des Außengeräusches des Fahrzeugs problematisch sind,
müssen die Differenzen der Leitungskanallängen erhöht werden,
und daher wird die Schallabschirmwand zu dick, als daß sie bei
der Bodengruppe des Motorraums eingesetzt werden könnte.
Aus DE 93 00 152 U1 ist eine Akustikplatte bekannt, welche im
wesentlichen aus einer homogenen, relativ dicken Trägerplat
te besteht, welche entweder mit Durchgangsbohrungen oder mit
Sacklochbohrungen versehen ist. Die Durchgangsbohrungen bzw.
die Sacklochbohrungen sind von einer folienartigen Deck
schicht überdeckt. Eine in dieser Druckschrift bereits als
herkömmliche Akustikplatte bezeichnete Akustikplatte besteht
lediglich aus einer relativ dicken, homogenen und mit Durch
gangsbohrungen versehenen Trägerplatte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schallab
schirmplatte zu schaffen, welche bei relativ geringer Dicke
eine effektive Schallabschirmung ermöglicht und zugleich ei
ne günstige Belüftung des Motorraumes eines Kraftfahrzeuges
erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine gemäß Patent
anspruch 1 ausgebildete Schallabschirmplatte bzw. durch eine
gemäß dem im Patentanspruch 18 beschriebenen Arbeitsverfah
ren arbeitende Schallabschirmplatte gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schallabschirmplatte sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird eine Schallabschirmplatte zur Verfügung gestellt, die
bei einer Bodengruppe einsetzbar ist, die sich am unteren
Ende eines Motorraums eines Kraftfahrzeugs befindet, mit fol
genden Teilen: a) mehreren dünnen Platten aus von durch Öff
nungen durchragten Platten, die zwischen dem unteren Ende des
Motorraums des Kraftfahrzeugs und einer Außenseite des Motor
raums angeordnet sind und einander im wesentlichen gegenüber
liegen; und b) mehreren Öffnungen, die durch die jeweiligen
dünnen Platten der von Öffnungen durchdrungenen Platten hin
durchragen und zum Zwecke einer Luftbelüftung vorgesehen sind,
wobei zumindest zwei Arten von Schwingungssystemen, die durch
Luftmassen gebildet sind, die in den jeweiligen Öffnungen der
jeweiligen dünnen Platten von durch Öffnungen durchragten
Platten sowie durch Pneumatikfedern gebildet sind, bei der
Schallabschirmplatte vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird eine Schallabschirmplatte mit folgenden Teilen zur Ver
fügung gestellt: a) zumindest zwei dünnen Platten aus Schall
abschirmplatten, wobei eine der dünnen Platten der Schallab
schirmplatten der anderen dünnen Platte der Schallabschirm
platte mit einem räumlichen Abstand gegenüberliegt; und b)
mehreren Öffnungen, welche durch die jeweiligen dünnen Platten
der Schallabschirmplatten hindurchragen, wobei jede der Öff
nungen durch eine der dünnen Platten der Schallabschirmplat
ten hindurchgeht, jeder zugehörigen anderen Öffnung gegenüber
liegt, welche durch die andere dünne Platte der Schallab
schirmplatte hindurchgeht, wobei ein Schwingungssystem durch
die jeweiligen Öffnungen zur Verfügung gestellt wird, welches
durch eine Luftmasse gebildet wird, die innerhalb einer vor
bestimmten Öffnung erzeugt wird, sowie durch eine Pneumatik
feder, die durch eine Luftschicht zwischen den gegenseitig
gegenüberliegenden dünnen Platten der Schallabschirmplatten
gebildet wird, wobei zumindest eine der Öffnungen, abgesehen
von denen, welche das Schwingungssystem bilden, mit der ge
genüberliegenden Öffnung über ein zylindrisches Teil verbun
den ist, welches eine Innenoberfläche aufweist, deren Quer
schnittsform annähernd ebenso ausgebildet ist wie jene der
gegenüberliegenden Öffnung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung wird eine Schallabschirmplatte mit folgenden Teilen
zur Verfügung gestellt: a) zumindest zwei dünnen Platten aus
von Öffnungen durchragten Platten, die einander beabstandet
gegenüberliegen; b) mehreren Öffnungen, die durch jede der
beiden dünnen Platten der von Öffnungen durchragten Platten
hindurchgehen, so daß sie einander gegenüberliegen; und c)
einer Einrichtung zum Kombinieren beider dünner Platten aus
von Öffnungen durchragten Platten, um das Entfernungsinter
vall zwischen den jeweiligen dünnen Platten der von Öffnun
gen durchragten Platten zur Verfügung zu stellen, um so zu
mindest eine Art eines Schwingungssystems in der Schall ab
schirmplatte zur Verfügung zu stellen, wobei die Resonanz
frequenz des Schwingungssystems zumindest niedriger ist als
eine Minimalfrequenz eines Schallsignals, welches durch die
Schallabschirmplatte abgeschirmt werden soll.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zur Bereitstellung einer Schallabschirm
plattenanordnung für zumindest zwei dünne Platten von durch
Öffnungen durchragten Platten zur Verfügung gestellt, welche
mehrere Öffnungen aufweisen und zwischen einem ersten Luft
raum und einem zweiten Luftraum angeordnet sind, wobei zumin
dest eine Resonanzfrequenz zumindest eines Schwingungssystems,
welches durch Luft in den Öffnungen und Luftschichten in ei
nem Zwischenraum zwischen den Platten zwischen den gegenüber
liegenden Öffnungen gebildet wird, niedriger eingestellt ist
als die Frequenz einer Schallwelle, die von dem ersten Luft
raum erzeugt wird, der abgeschirmt werden soll, so daß zumin
dest sämtliche, durch die beiden dünnen Platten der von Öff
nungen durchragten Platten hindurchgelassenen Wellen nicht
in dem zweiten Luftraum vorhanden sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestell
ter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich
weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht des Aufbaus
einer Schallabschirmplatte gemäß einer ersten
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Vorderteils eines Kraft
fahrzeugs, bei welchem die Schallabschirmplatte
gemäß der ersten Ausführungsform von Fig. 1 als
Bodengruppe eines Motorraums einsetzbar ist;
Fig. 3 eine Ansicht von unten des Kraftfahrzeugs, bei
welchem die Schallabschirmplatte gemäß der ersten
Ausführungsform von Fig. 1 als Bodengruppe ein
setzbar ist;
Fig. 4 eine Ansicht der Schallabschirmplatte zur Erläu
terung einer Leistungsanalyse der Schallabschirm
platte gemäß der ersten bevorzugten Ausführungs
form;
Fig. 5 eine Ansicht eines Modells (mechanische Dämpfungs
einrichtung), welches zur Leistungsanalyse der
Schallabschirmplatte der in Fig. 1 gezeigten ersten
Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 6(A) und 6(B) Ansichten der Schallabschirmplatte zur
Erläuterung der Leistungsanalyse der Schallab
schirmplatte bei der ersten bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig.
6(A) eine Perspektivansicht der Schallabschirm
platte bei der ersten Ausführungsform ist, und
Fig. 6(B) eine Aufsicht auf die Schallabschirm
platte bei der ersten Ausführungsform ist;
Fig. 7 ein Eigenschaftsdiagramm zur Bewertung der Lei
stung der Schallabschirmplatte bei der in Fig. 1
bis 6(B) gezeigten ersten Ausführungsform;
Fig. 8 eine schematische Ansicht zur Erläuterung eines
Schwingungsmodells, welches zur Erläuterung der
Leistungsanalyse der Schallabschirmplatte der in
den Fig. 1 bis 7 gezeigten ersten Ausführungsform
verwendet wird;
Fig. 9(A), 9(B) und 9(C) Eigenschaftsdiagramme der Schallab
schirmplatte der ersten Ausführungsform, wobei
Fig. 9(A) das Ergebnis einer theoretischen Analyse
der Leistung (Übertragungsverlust: TL) der Schall
abschirmplatte bei der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist, Fig. 9(A) das Ergebnis
einer Änderung des Übertragungsverlustes ist, wenn
die Plattendicke einer von Öffnungen durchlöcher
ten Platte der Schallabschirmplatte bei der ersten
Ausführungsform variiert wird, Fig. 9(B) das Ergeb
nis einer Änderung des Übertragungsverlustes ist,
wenn die Öffnungsrate der von Öffnungen durchdrun
genen Platte variiert wird, und Fig. 9(C) das Er
gebnis einer Änderung des Übertragungsverlustes
ist, wenn ein Intervall zwischen den von Löchern
durchdrungenen Platten der Schallabschirmplatte
variiert wird;
Fig. 10 eine seitliche Querschnittsansicht einer Versuchs
anordnung, die zur Überprüfung der Leistung der
Schallabschirmplatte bei der ersten bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwen
det wird;
Fig. 11(A) und 11(B) Eigenschaftsdiagramme zur Erläuterung
der Bewertung der Leistung der Schallabschirm
platte bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 11(A) ein
Eigenschaftsdiagramm ist, welches das Ergebnis
eines überprüften Versuches darstellt, und Fig.
11(B) ein Eigenschaftsdiagramm einer theoreti
schen Lösung ist;
Fig. 12 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesent
lichen Teils der Schallabschirmplatte bei einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung;
Fig. 13 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesent
lichen Teils einer Schallabschirmplatte gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung;
Fig. 14 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesent
lichen Teils einer Schallabschirmplatte gemäß einer
vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung;
Fig. 15 eine erläuternde Darstellung der Schallabschirm
platte, zur Erläuterung eines Schallabschirmmecha
nismus der Schallabschirmplatte gemäß einer fünf
ten, sechsten, achten, neunten und zehnten bevor
zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16(A) und 16(B) schematische Ansichten eines Kraftfahr
zeugs, bei welchem die Schallabschirmplatte gemäß
der fünften Ausführungsform als Bodengruppe des
Motorraums einsetzbar ist;
Fig. 16(C) eine detaillierte Perspektivansicht, teilweise
weggeschnitten, der Schallabschirmplatte gemäß der
fünften Ausführungsform;
Fig. 16(D) eine erläuternde Ansicht, zur Erläuterung eines
Schallabschirmmechanismus im Falle der fünften
Ausführungsform;
Fig. 16(E) ein Eigenschaftsdiagramm, welches einen Effekt
zeigt, der durch die Schallabschirmplatte bei der
fünften Ausführungsform erzielt wird;
Fig. 17(A) eine detaillierte Perspektivansicht, teilweise
weggeschnitten, der Schallabschirmplatte gemäß
einer sechsten Ausführungsform;
Fig. 17(B) eine erläuternde Ansicht zur Erläuterung des
Schallabschirmmechanismus bei der Schallabschirm
platte gemäß der sechsten Ausführungsform;
Fig. 17(C) ein Eigenschaftsdiagramm einer Wirkung, die durch
die Schallabschirmplatte bei der sechsten Ausfüh
rungsform erzielt wird;
Fig. 18(A) eine detaillierte Perspektivansicht, teilweise
weggeschnitten, der Schallabschirmplatte gemäß
einer siebten Ausführungsform;
Fig. 18(B) eine erläuternde Ansicht der Schallabschirmplatte
zur Erläuterung eines Schallabschirmmechanismus
der Schallabschirmplatte bei der in Fig. 18(A)
dargestellten siebten Ausführungsform;
Fig. 18(C) ein Eigenschaftsdiagramm, welches einen Effekt
zeigt, der durch die Schallabschirmplatte bei der
in Fig. 18(B) gezeigten siebten Ausführungsform
erzielt wird;
Fig. 19 eine erläuternde Querschnittsansicht der Schall
abschirmplatte gemäß einer achten Ausführungsform;
und
Fig. 20 eine erläuternde Querschnittsansicht der Schall
abschirmplatte gemäß einer neunten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine Schallabschirmplatte gemäß einer ersten
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die insgesamt durch die Bezugsziffer 5 bezeichnete Schallab
schirmplatte dient zur akustischen Trennung eines ersten Raums
A von einem zweiten Raum B und ist so aufgebaut, daß Luft sich
frei von einem der beiden Räume A und B zum anderen bewegen
kann, und durch diese hindurchgehen kann.
Zwei dünne Platten aus ersten und zweiten, von Löchern durch
drungenen Platten 5A und 5B sind zwischen den Räumen A und
B angeordnet und liegen einander gegenüber, so daß zwischen
ihnen ein vorbestimmter Abstand vorhanden ist. Die ersten und
zweiten, von Löchern durchdrungenen Platten 5A und 5B sind
mit zahlreichen kreisförmigen, durchgehenden ersten und zwei
ten Öffnungen (durchragenden Löchern) 6a und 6b versehen, und
bestehen aus ähnlichen Metallen mit gleichen Profilen (bei
spielsweise Aluminium oder Stahl).
Die zahlreichen ersten und zweiten Öffnungen 6a und 6b sind
durchgängig, so daß die Luft frei zwischen den Räumen A und
B hin- und hergehen kann, weisen jeweils dieselben Abmessun
gen auf, und sind in den jeweiligen dünnen Platten
5A und 5B
so angeordnet, daß sie
einander gegenüberliegen.
Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Teil des Kraftfahrzeugs, an wel
chem die Schallabschirmplatte 5 bei der ersten Ausführungsform
angebracht ist.
Die Schallabschirmplatte 5 ist einstückig auf einem Boden
gruppenabschnitt UC angebracht, welcher eine Bodenoberfläche
eines Motorraums 12 des Kraftfahrzeugs 11 bildet. Daher dient
die Abschirmplatte 5 als Teil der Bodengruppe UC. In diesem
Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß "UC" entsprechend der englischen Bezeichnung "undercover"
im Folgenden als Abkürzung
für die Bodengruppe bzw. Bodenplatte verwendet wird.
Der Abschnitt der Bodengruppe UC stellt einen Kanal zur Ver
fügung, durch welchen ein Luftstrom 16, der durch die Kühlung
des Motors 15 erzeugt wird, fließt (hierbei ist zu berück
sichtigen, daß Motorgeräusche über den Luftstrom zur Außen
seite des Fahrzeugs 11 übertragen werden).
An diesem Abschnitt ist die Schallabschirmplatte 5 angeordnet,
welche die beiden dünnen Platten aus den ersten und zweiten,
von Öffnungen durchragten Platten 5A und 5B aufweist.
Wenn die Schallabschirmplatte 5 im Bereich
der Bodengruppe UC des Fahrzeugs 11 angebracht ist, werden
selbstverständliche die Profile (Formen), Abmessungen, und
die Anzahl der ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 6a und 6b
entsprechend dem Modell oder der Art des Fahrzeugs 11
spezifiziert und ausgewählt. Daher gibt es ggf. Abweichungen zwischen
der in Fig. 1 vereinfacht dargestellten Schallab
schirmplatte 5 zu entsprechenden praktisch verwirklichten Ausführungs
formen.
In diesem Fall wird jeder der Werte für die Plattendicke t,
die Öffnungsrate α, und den Abstand d zwischen der ersten
und zweiten, von Löchern durchragten Platten 5A und 5B auf
einen geeigneten Wert eingestellt, wodurch die Geräusche des
Motors 15 wirksam abgeschirmt werden können.
Um den Abstand d zwischen den Platten auf einem konstanten
Wert zu halten, sind insbesondere die beiden dünnen Platten
der ersten und zweiten, von Löchern durchragten Platten 5A
und 5B aneinander durch Abstandsstücke 5a (vgl. auch Wände 60 in Fig. 15) an jeweiligen, ge
eigneten Orten befestigt, abgesehen von den Umfangskantenab
schnitten und den Orten der ersten und zweiten Durchgangs
löcher 6a und 6b.
Beide der ersten und zweiten, von Löchern
durchragten Platten 5A und 5B sind Teile einer
Abschirmplattenanordnung. Die Abschirmplatte 5 weist
die dünne Platte aus der unteren, zweiten, von Löchern durch ragten Platte 5B auf, welche ein hinteres Teil der Bodengrup pe UC bildet, und mit einem vorderen Teil 17a und einem mitt leren Teil 17b vereinigt ist, um die gesamte Bodengruppe zu bilden. Es wird darauf hingewiesen, daß ein Fenster 17c auf dem Mittelteil 17b der Bodengruppe UC angebracht ist, so daß der am weitesten unten liegende Teil einer Ölwanne 15a zur Außenseite des Fahrzeugs 11 hin freiliegt.
die dünne Platte aus der unteren, zweiten, von Löchern durch ragten Platte 5B auf, welche ein hinteres Teil der Bodengrup pe UC bildet, und mit einem vorderen Teil 17a und einem mitt leren Teil 17b vereinigt ist, um die gesamte Bodengruppe zu bilden. Es wird darauf hingewiesen, daß ein Fenster 17c auf dem Mittelteil 17b der Bodengruppe UC angebracht ist, so daß der am weitesten unten liegende Teil einer Ölwanne 15a zur Außenseite des Fahrzeugs 11 hin freiliegt.
Nachstehend wird die Wirkung der Schallabschirmplatte 5 ge
mäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie aus den Fig. 1 bis 3 hervorgeht, wird der sich vom Motor
raum 12 zum unteren Abschnitt des Fahrzeugs 11 ausbreitende
Schall durch die Bodengruppe UC abgeschirmt, welche den vor
anstehend beschriebenen Aufbau aufweist, so daß ein Austreten
des Schalls zur Außenseite des Fahrzeugs begrenzt wird.
Insbesondere schwächt die Schallabschirmplatte 5, welche den
hinteren Teil der Bodengruppe UC bildet, wirksam den Schall
ab, und die wirksame Schallabschirmung wird mit Hilfe der
Schallabschirmplatte 5 durchgeführt.
Zusätzlich wird die in dem Motorraum 12 erhitzte Luft
über die ersten und zweiten Durchgangsöffnungen 6a und 6b zur
Außenseite des Fahrzeugs 11 abströmen, so daß
ein Luftbelüftungseffekt erreicht wird.
Im allgemeinen könnten Fachleute auf diesem Gebiet annehmen,
daß das Vorhandensein der ersten und zweiten Durchgangsöffnun
gen 6a und 6b abrupt deren Schallabschirmleistung verringert.
Wenn jedoch, wie bei den Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, mehrere dünne Platten aus Platten, die Öffnungen
6a und 6b aufweisen (Platten mit Durchgangslöchern) (bei der
ersten Ausführungsform: zwei dünne Platten), als die Boden
gruppe UC so angeordnet sind, daß sie einander mit einem vor
bestimmten Abstand gegenüberliegen, so wird auf neue Weise
ein anderer Schallabschwächungsmechanismus dort zur Verfügung
gestellt.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6(B) die
ser andere Schallabschwächungsmechanismus erläutert.
Fig. 4 zeigt den allgemeinen Aufbau einer Schallabschirmwand
anordnung zur Erläuterung des anderen Schallabschwächungs
mechanismus.
In dem Modell von Fig. 4 trifft eine einfallende Welle als
Geräusch auf eine Wand W auf, wird ein Teil der auftreffenden
Welle als reflektierte Welle reflektiert, und wird ein ande
rer Teil der auftreffenden Welle durch die Wand W als durch
gelassene Welle hindurchgelassen.
In Fig. 4 wird angenommen, daß die Schalldrücke der einfallen
den Welle, der reflektierten Welle bzw. der durchgelassenen
Welle durch Pi, Pr bzw. Pt bezeichnet werden, und ihre Teil
chengeschwindigkeiten durch Vi, Vr bzw. Vt bezeichnet werden.
Wenn die Wellen, die durch in Fig. 4 gezeigte Pfeilmarkierun
gen bezeichnet sind, bei dem Geräusch angewendet werden, wel
ches von dem in Fig. 2 und 3 gezeigten Motor ausgestrahlt
wird, so entspricht ein Bereich (I) dem Inneren des Motorraums
12, und eine Wand eines Bereiches (II) entspricht der Schall
abschirmplatte 5, und ein Bereich (III) entspricht dem Außen
raum des Motorraums 12.
Wenn die Wand W durch die Schallabschirmplatte 5 ersetzt wird,
welche die bezüglich der ersten Ausführungsform beschriebenen
Öffnungen 6a und 6b aufweist, so entspricht ein durch die
Schallabschirmplatte 5 erzeugtes Schwingungssystem einem
Schwingungssystem (Massen-Feder-Modell) als dynamischer
Dämpfer, der zwei Freiheitsgrade aufweist, wie in Fig. 5 ge
zeigt ist. Dies bedeutet, daß Luftmassen mA und mB an den
jeweiligen Öffnungen 6a, 6b der beiden dünnen Platten der ersten
und zweiten, mit Durchgangslöchern versehenen Platten 5A und
5B, sowie Luftfedern (Pneumatikfedern) 8, welche durch eine
Luftzwischenschicht zwischen den beiden dünnen Platten der
ersten und zweiten, mit Durchgangslöchern versehenen Platten
5A und 5B gebildet werden, das Schwingungssystem mit den bei
den Freiheitsgraden bilden.
Wie aus dem in Fig. 5 gezeigten Schwingungssystem hervorgeht,
wird dann, wenn das Motorgeräusch eine Luftmasse 7A des ersten
Durchgangsloches 6a der ersten, mit einem Durchgangsloch ver
sehenen Platte 5A (nämlich die Luftmasse, die virtuell inner
halb der ersten Öffnung 6a vorhanden ist) zur Anregung und zum
Schwingen veranlaßt, diese Schwingung der Masse 7A auf eine
andere Luftmasse 7B der zweiten Öffnung 6b der zweiten, mit
einem Durchgangsloch versehenen Platte 5B übertragen, die sich
auf der äußeren Luftseite befindet, über die Pneumatikfeder 8.
Die Schwingung der anderen Luftmasse 7B veranlaßt die Außen
luft dazu, angeregt und in Schwingungen versetzt zu werden, so
daß die Schwingung als Motorgeräusch zum Außenraum des Fahr
zeugs abgestrahlt wird.
In diesem Zusammenhang muß die Schwingungsdurchlässigkeit
der Luftmassen 7A und 7B berücksichtigt werden. Die vorlie
gende Erfindung berücksichtigt das Schwingungsübertragungsver
mögen der Luftmassen.
Das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden weist grund
sätzlich ein Schwingungsübertragungsvermögen auf, welches
niedriger als ein vorgegebener Wert wird, nämlich 1, wenn
seine Schwingungsfrequenz oberhalb einer Resonanzfrequenz
(Resonanzpunkt) liegt, also das Schwingungssystem in einen
Schwingungsunterdrückungsbereich fällt.
Im Falle des Modells von Fig. 5 fällt daher das Modell in
den Schwingungsunterdrückungsbereich (mit anderen Worten,
in einen Schallabschirmbereich), oberhalb des Resonanz
frequenzpunktes, so daß die Schallabschirmplatte 5 als
Schallabschirmwand arbeitet.
Bei der Schallabschirmplatte 5 gemäß der ersten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung wird daher die
Resonanzfrequenz des Massen-Feder-Systems, welches durch die
beiden dünnen Platten aus ersten und zweiten, mit Durchgangs
löchern versehenen Platten 5A und 5B gebildet wird, auf einen
niedrigeren Wert eingestellt als die Schallfrequenz, die ab
geschirmt werden soll, und zwar durch Einstellung der einzel
nen Plattendicken t, der Öffnungsraten α, und des Abstands d
zwischen den beiden dünnen Platten der jeweiligen, mit Durch
gangslöchern versehenen Platten 5A und 5B. Daher arbeitet die
Schallabschirmplatte 5 als Schallabschirmwand bezüglich des
Schalls, der einen Frequenzbereich aufweist, welcher die vor
anstehend beschriebene Resonanzfrequenz überschreitet.
Faktoren (Parameter) zur Bestimmung der Resonanzfrequenz wer
den mit mehr Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Fig. 6(A)
und 6(B) beschrieben.
Wie aus den Fig. 6(A) und 6(B) hervorgeht, umfassen die Fak
toren: die Öffnungsraten α (α = πa²/L², wenn die Entfernung
von einem Zentrum einer kreisförmigen Öffnung 6a oder
6b zu einem Zentrum einer weiteren benachbarten, kreisförmi
gen Öffnung 6a oder 6b den Wert L aufweist, und der
Radius einer der einzelnen Öffnungen 6a oder 6b den Wert a
hat), und die Plattendicke t jeder der Platten 5A
oder 5B, das Profil jeder der Öffnungen 6a oder 6b, und den
Abstand zwischen den dünnen Platten der ersten und zweiten,
mit Durchgangslöchern versehenen Platten 5A und 5B. Zwar wer
den diese Faktoren kombiniert, so daß die Luftmassen 7A und
7B groß werden, und die Pneumatikfeder 8 kleiner wird, um die
Resonanzfrequenz abzusenken, jedoch sollte besondere Beach
tung der Größe der Pneumatikfeder 8 geschenkt werden, da sich
die Pneumatikfeder 8 sowohl in Richtung auf einen hohen Wert
als auch auf einen kleinen Wert ändert, wenn die Parameter
für t, α und a variiert werden. Wenn beispielsweise α groß
wird, so wird die Größe der Pneumatikfeder 8 übermäßig viel
größer.
Daher kann die Resonanzfrequenz, also die Frequenz, oberhalb
derer die Schallabschirmplatte als Schallabschirmwand wirken
kann, niedriger eingestellt werden, und die Schallabschirm
leistung als Schallabschirmwand verbessert werden.
Hierbei zeigt Fig. 7 ein Versuchsergebnis, welches die Wir
kung der Schallabschirmung in einem Fall bestätigte, in wel
chem die Plattendicke t der Schallabschirmplatte bei der er
sten Ausführungsform variiert wird.
In Fig. 7 bezeichnet eine Längsachse den Übertragungsverlust
(TL in dB) der Schallabschirmplatte, und die Querachse be
zeichnet die Frequenz (in Hz). Weiterhin bezeichnet "1" einen
Fall, in welchem die Plattendicke t groß ist (am dicksten),
"2" bezeichnet einen Fall, in welchem die Plattendicke t ei
nen mittleren Wert aufweist (die zweitgrößte Dicke) (ziemlich
dick), und "3" bezeichnet einen Fall, in welchem die Platten
dicke t gering ist (am dünnsten). Jeder Fall zeigt an, daß
der Übertragungsverlust (TL) in einem Frequenzbereich oberhalb
der Resonanzfrequenz erhöht wurde, welche durch die voranste
hend beschriebenen, jeweiligen Faktoren festgelegt wird, wo
durch die Abschirmplatte als Schallabschirmwand arbeitet.
Das Motorgeräusch des Kraftfahrzeugs weist einen vom Geräusch
dominierten Frequenzbereich von etwa 500 Hz bis etwa 2,5 kHz
auf. Wenn die Resonanzfrequenz auf unterhalb etwa 500 Hz bis
1 kHz eingestellt wird, so kann die Schallabschirmplatte als
perfekte Schallabschirmplatte bezüglich des Motorgeräusches
arbeiten.
Nachstehend wird eine Beziehung zwischen der Frequenz und dem
Übertragungsverlust auf Grundlage einer theoretischen Über
legung und einer praktischen Überlegung diskutiert.
Wenn in Fig. 4 die Räume, welche durch die Schallabschirm
wand W unterteilt werden, in die Bereiche (I), (II) und (III)
unterteilt werden, so sind die Bereiche (I) und (III) Luft,
und ist der Bereich (II) die Wand W. Es wird angenommen, daß
die Schallimpedanz der Luft ρC ist (ρ bezeichnet die Luft
dichte und C bezeichnet die Schallgeschwindigkeit). Es wird
folgende Beziehung eingeführt:
Nunmehr wird angenommen, daß der Bereich (II) durch die bei
den dünnen Platten aus den ersten und zweiten, mit Durchgangs
löchern versehenen Platten 5A und 5B ersetzt wird, die in den
Fig. 6(A) und 6(B) gezeigt sind. Die Resonanz gegenseitiger,
mit Durchgangslöchern versehener Platten 5A und 5B wird ver
nachlässigt. Der Grund hierfür besteht darin, daß dann, wenn
der Plattenabstand zwischen den beiden dünnen Platten aus den
Platten 5A und 5B auf einen praktischen Wert eingestellt wird
(das Abstandsintervall d 40 mm), dessen Resonanzfrequenz
erster Ordnung ( 4,25 kHz) beträchtlich höher ist als der
Frequenzbereich (1 kHz bis 3 kHz), der abgeschirmt werden
soll, und daß selbst dann, wenn die voranstehend beschriebe
ne Resonanz vernachlässigt wird, in der Praxis keine Schwie
rigkeiten auftreten.
Es wird angenommen, daß die Anzahl gleichmäßig beabstandeter
erster und zweiter Öffnungen 6a und 6b in den ersten und
zweiten, mit Durchgangslöchern versehenen Platten 5A bzw. 5B
vorgesehen sind, wie in den Fig. 6(A) und 6(B) gezeigt ist.
Weiterhin wird angenommen, daß Störungen von Schallfeldern
infolge der ausgestrahlten Wellen an den ersten und zweiten
Durchgangslöchern 6a und 6b der beiden dünnen Platten der
ersten und zweiten, mit Durchgangslöchern versehenen Platten
5A und 5B auf Oberflächen begrenzt sind, die neben den je
weiligen Öffnungen 6a und 6b liegen, und daß die in Fig. 5
gezeigten auftreffenden und durchgelassenen Wellen ebene Wel
len sind.
In diesem Fall ergibt sich ein Schalldruck P(I) des Bereichs
(I) als:
P(I) = Pi + Pr (2)
Andererseits ergibt sich der Schalldruck P(III) des Bereichs
(III) als:
P(III) = Pt (3)
Nunmehr wird angenommen, daß eine Bewegung auf das Schwin
gungssystem des Modells einwirkt. Fig. 8 zeigt die Bewegung,
die auf das Schwingungssystemmodell einwirkt.
Die in Fig. 8 gezeigte Bewegung wird nachstehend untersucht.
Es wird angenommen, daß mA = mB = m ist. Zusätzlich wird
angenommen, daß fA und fB Kräfte bezeichnen, die auf eine
Flächeneinheit einwirken.
In der Gleichung (4) bezeichnet k eine Konstante der Pneuma
tikfeder 8.
Nunmehr wird angenommen, daß ωo² = k/m ist, und die Masse m
pro Flächeneinheit m = ραt ist (wobei α (Öffnungsrate) = π
a²/S ist, und S = L × L ist).
Da P(I) auf mA in Fig. 8 von der linken Seite aus einwirkt,
und P(III) auf mB in Fig. 8 von der rechten Seite aus ein
wirkt, gelten nachstehende Gleichungen:
fA = αP(I)
fB = -αPIII) (6)
fB = -αPIII) (6)
Schreibt man unter Berücksichtigung der Gleichungen (2) und
(3) die Gleichung (5) um, so ergibt sich:
Nunmehr wird die Teilchengeschwindigkeit von Luft beschrieben.
Die Teilchengeschwindigkeit von Luft wird folgendermaßen aus
gedrückt:
Aus Gleichung (1) ergibt sich:
Unter Benutzung der Gleichung (9) werden die voranstehend an
gegebenen Gleichungen (6) und (7) folgendermaßen umgeschrie
ben:
Werden beide Seiten der Gleichungen (10) durch Pi dividiert,
und falls gilt
so erhält man
Das Gleichungssystem (12) läßt sich in Matrixform folgender
maßen ausdrücken:
Die Matrixformel (13) läßt sich folgendermaßen umschreiben:
Daher ergibt sich nachstehende Gleichung (15):
Daraufhin wird der Übertragungsverlust TL ausgedrückt als:
Wird die voranstehende Gleichung (15) transformiert und um
geordnet, so erhält man nachstehende Gleichung (17):
Ersetzt man die vorherige Gleichung (15) durch die Gleichung
(17), so erhält man die nachstehende Gleichung (18), und die
se Gleichung (18) ist eine theoretische Formel zur Ableitung
des Übertragungsverlustes TL.
Unter Verwendung der voranstehenden, theoretischen Formel (18)
wurden Versuchsberechnungen für verschiedene Proben durchge
führt.
Bei den Proben für die Schallabschirmplatte wurden in diesem
Fall andere Parameter geändert, wobei die nachstehenden Para
meter festgehalten wurden: α =, 0,2, t = 20 mm, d = 20 mm, und
a = 20 mm.
Hieraus erhielt man die Daten, die in den Fig. 9(A), 9(B) und
9(C) gezeigt sind.
Wie aus den in den Fig. 9(A), 9(B) und 9(C) gezeigten Daten
deutlich wird, werden sowohl der Schwingungsunterdrückungs
effekt als auch der Übertragungsverlust größer, wenn t größer
wird, α kleiner wird, und d größer wird, und entsprechend ver
besserte sich die Schallabschirmleistung. Insbesondere wenn
die Entfernung d zwischen den Platten zu großen Werten hin
ansteigt, wurde die Schallabschirmleistung verbessert, begin
nend bei der unteren Frequenz des Schalls.
Dann wurde eine Überprüfung der voranstehend beschriebenen
Theorie durchgeführt.
Eine Versuchsanordnung ist in Fig. 10 dargestellt.
Ein würfelförmiger Kasten 21 mit einer Länge, einer Breite
und einer Höhe von jeweils 600 mm, der oben offen war, wurde
aus Holz hergestellt. Eine Konstantschallquelle 22 wurde im
Inneren des würfelförmigen Kastens 21 angeordnet, die Schall
abschirmplatte 5 gemäß der ersten Ausführungsform wurde als
eine der Proben über dem oberen, offenen Ende des Kastens 21
angebracht, und ein Mikrofon 23, welches an einem Bewertungs
punkt angeordnet war, der sich in einer Höhe 1400 mm oberhalb
des oberen Endes der Schallabschirmplatte 5 befand, wurde zur
Messung der Übertragungsrate des Schalls verwendet.
Bei dem voranstehend beschriebenen Experiment wurden die
Parameter folgendermaßen eingestellt: t = 10 mm, α = 0,2,
d = 0 bis 40 mm (nacheinander als 0, 10 mm, 20 mm, und 40 mm).
Fig. 11(A) zeigt das Versuchsergebnis unter Verwendung der
voranstehend unter Bezug auf Fig. 10 beschriebenen Vorrich
tung.
Fig. 11(B) zeigt das Ergebnis einer theoretischen Untersuchung
für dieselben Probenbedingungen, wie im Falle der Fig. 11(A).
Wie aus den beiden Ergebnissen hervorgeht, die in den Fig.
11(A) und 11(B) gezeigt sind, wird aus ihrem Vergleich deut
lich, daß Frequenzen (Anstiegsfrequenzen), bei welchen der
Schallabschirmeffekt aufzutreten begann, annähernd überein
stimmten, also einerseits beim Versuchsergebnis (beim tatsäch
lichen Fall) und andererseits beim Ergebnis der theoretischen
Analyse, und in der Nähe von 1 kHz lagen. Selbstverständlich
zeigte das Versuchsergebnis, daß ein Abfall der Wirkung der
Schallabschirmung infolge einer Resonanz zwischen den Platten
auftrat, welche vernachlässigt wurde, wenn die theoretische
Ableitung der Schallabschirmwirkung ausgeführt wurde.
Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich wird, ist
es vorzuziehen, die Resonanzfrequenz experimentell zu bestim
men, wenn die Resonanzfrequenz festgelegt wird, infolge ver
schiedener Arten von Wechselwirkungen, beispielsweise des
Resonanzphänomens zwischen den Platten in der Praxis, obwohl
es möglich ist, die Resonanzfrequenz unter Verwendung der
Modellberechnung zu ermitteln.
Fig. 12 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der
Schallabschirmplatte.
Wie aus Fig. 12 hervorgeht, springen bei der zweiten Ausfüh
rungsform Umfangswände 61a und 61b der ersten und zweiten Öff
nungen 6a und 6b, welche die jeweiligen
Platten
35A und 35B durchragen, zylinderförmig in Richtung auf die
gegenüberliegenden ersten bzw. zweiten Öffnungen 6a und 6b
vor.
Daher wird nur einer der Parameter erhöht, nämlich die
Plattendicke t der jeweiligen dünnen Platten der mit Durch
gangslöchern versehenen Platten 35A und 35B, so daß die
Luftmassenmenge, die durch die Öffnungen 6 gebildet wird,
vergrößert werden kann.
Da bei der zweiten Ausführungsform die Luftmassen mA und
mB nur ohne Veränderung der Gesamtplattendicke vergrößert
werden können, kann daher die Schallabschirmplatte mit gerin
gem Gewicht und kompakt ausgebildet werden, wobei die kon
stante Schallabschirmleistung aufrechterhalten bleibt.
Fig. 13 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform der
Schallabschirmplatte.
Wie aus Fig. 13 hervorgeht, unterscheiden sich bei der drit
ten Ausführungsform die Abmessungen (Innendurchmesser) der
ersten und zweiten Öffnungen 6a und 6b voneinander, welche
durch die ersten und zweiten, mit Durchgangslöchern versehe
nen Platten 45A und 45B hindurchragen. Bei der dritten Aus
führungsform ist die Abmessung der ersten Öffnung 6a der er
sten Platte 45A größer als
die Abmessung der Öffnung bei der zweiten
Platte 45B.
Die Umfangswände 61a und 61b springen zylinderförmig zur Sei
tenoberfläche der jeweiligen gegenüberliegenden Öffnungen 6a
bzw. 6b vor, auf dieselbe Weise wie bei der zweiten Ausfüh
rungsform. Unter Beibehaltung der Leistung als Schallabschirm
wand wird daher die Belüftungsleistung verbessert.
Fig. 14 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform der
Schallabschirmplatte.
Mehrere einzelne Schallabsorptionsmaterialien 37 werden zwi
schen den beiden dünnen Platten der ersten und zweiten, mit
Durchgangslöchern versehenen Platten 35A und 35B angeordnet,
abgesehen vom Ort der ersten und zweiten Öffnungen 6a und 6b.
Auf diese Weise kann die Resonanz der
Platten 35A und 35B ebenfalls begrenzt werden. Unter Beibe
haltung der Belüftungsleistung kann daher die Schallabschirm
leistung verbessert werden.
Bei der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsform
sind die beiden mit
Durchgangslöchern versehenen Platten so angeordnet, daß sie
einander gegenüberliegen.
Es ist möglich, mehrere, nämlich drei oder mehr der dünnen
Platten mit weiteren, mit Durchgangslöchern versehenen Platten zu kom
binieren (zu überlappen oder zu laminieren).
Bei der ersten, zweiten, dritten sowie vierten Ausführungs
form durchragen die Öffnungen 6 kreisförmig die jeweiligen
Platten.
Alternativ hierzu können die Öffnungen irgendwelche anderen
Formen aufweisen, beispielsweise Vielecke mit n Seiten.
Zwar sind bei der ersten, zweiten, dritten und vierten Aus
führungsform sämtliche Formen und Radien der Öffnungen 6 in
jeder der mit Durchgangslöchern versehenen Platten gleich,
jedoch können die Formen und Radien der jeweiligen dünnen
Platten auch
auf geeignete Weise geändert werden.
Die Plattendicke t und der Abstand d zwischen den mit Durch
gangslöchern versehenen Platten kann an den Orten entlang
den Oberflächen der jeweiligen dünnen Platten variiert wer
den.
Zwar ist bei der ersten, zweiten, dritten und vierten Aus
führungsform die Schallabschirmplatte gemäß der vorliegen
den Erfindung an einem Fahrzeug angebracht, bei welchem der
Motor vorne angeordnet ist, jedoch ist die Position des Motors
nicht auf den vorderen Abschnitt des Fahrzeugs beschränkt.
In bezug auf die Schallabschirmeigenschaften ist es jedoch
wirksamer, wenn die Schallabschirmplatte an der Austritts
seite des Kühlluftstroms für den Motor angebracht ist.
Bevor eine fünfte bevorzugte Ausführungsform erläutert wird,
wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 15 das allgemeine
Konzept eines Mechanismus für die Schallabschirmung mit Hil
fe der Schallabschirmplatte beschrieben.
Fig. 15 zeigt das allgemeine Konzept der Schallabschirmplat
te, welches bei nachstehend beschriebenen fünften, sechsten,
siebten, achten, neunten und zehnten Ausführungsformen einge
setzt werden kann.
Wie aus Fig. 15 hervorgeht, erstrecken sich mehrere beabstan
dete Verbindungsstangen oder Zwischenwände 60 (nachstehend
einfach als Wände bezeichnet, obwohl die Wände nicht genau den
Abstandsstücken 5a entsprechen, die bei der Fig. 2 gezeigten
ersten Ausführungsform beschrieben wurden), innerhalb des
Innenraums zwischen den beiden dünnen Platten der mit Durch
gangslöchern versehenen Platten 5AA und 5BB. Die Wände 60 sind
gegenüber Zentren vorbestimmter Teile der jeweiligen dünnen
Platten der mit Durchgangslöchern versehenen Platten 5AA und
5BB verschoben, abgesehen von den Positionen der Öffnungen,
welche Luftmassen darstellen, so daß ein Luftschichtvolumen
pro jede Öffnung so ausgebildet werden kann, daß zwei Arten
von Luftschichten vorhanden sind, große und kleine. Die großen
Volumina der Luftschichten entsprechen kleinen Federkonstan
ten der Pneumatikfedern k₁. Daher wird die Resonanzfrequenz
niedriger. Andererseits entsprechen die kleinen Volumina der
Luftschichten den großen Federkonstanten der Pneumatikfedern
k₂. Daher wird die Resonanzfrequenz höher.
Wenn auf diese Weise die in Fig. 15 gezeigte, einzelne Schall
abschirmwand mit zwei Arten von Schwingungssystemen versehen
wird, die unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen, in
einem Frequenzbereich zwischen den beiden oberen und unteren
Resonanzfrequenzen, sind die Phasen der durchgelassenen Wel
len von den jeweiligen Schwingungssystemen gegeneinander um
180° phasenverschoben, so daß daher die durchgelassenen Wel
len einander entgegengesetzte Phasen aufweisen, so daß die
durchgelassenen Wellen sich gegenseitig auslöschen, wodurch
die Schallabschirmwirkung bei der Schallabschirmplatte von
Fig. 15 erzielt wird.
In dem Frequenzbereich, in welchem die durchgelassenen Wel
len einander entgegengesetzte Phasen aufweisen, und bei einer
Frequenz, bei welcher die Schalldrücke der durchgelassenen
Wellen gleich werden, werden darüber hinaus die Schalldrücke
perfekt ausgelöscht, auf einen Wert von Null, so daß kein
Schall mehr durch die beiden dünnen Platten der mit Durch
gangslöchern versehenen Platten 5AA und 5BB hindurchgelassen
wird.
Wenn auf diese Weise die einzelne Schallabschirmwand, die in
Fig. 15 gezeigt ist, mit den beiden Arten von Schwingungs
systemen versehen ist, läßt sich eine bessere Schallabschirm
wirkung erzielen, selbst wenn die Schallereignisse sehr niedri
ge Frequenzen aufweisen.
Nachstehend zeigen die Fig. 16(A) bis 16(C) die fünfte Aus
führungsform der Schallabschirmplatte.
In den Fig. 16(A) und 16(B) ist die Bodengruppe UC, die am
unteren Abschnitt des Motorraums 12 des Fahrzeugs 11 befestigt
ist, mit den Durchgangsöffnungen 66 für die Belüftung verse
hen. Wie in Fig. 16(B) gezeigt, weisen die Öffnungen 66 Kreis
form auf, und ein Teil der Bodengruppe UC, an welchem die
Öffnungen 66 angeordnet sind, stellt eine Doppelstruktur der
beiden dünnen Platten der mit Durchgangsöffnungen versehenen
Platten 5AA und 5BB zur Verfügung. Teile 7AA der Durchgangs
öffnungen 66, welche den entgegengesetzten Öffnungen 66 gegen
überliegen, sind miteinander durch zylinderförmige Wände 60
verbunden.
Fig. 16(D) zeigt den Schallabschirmmechanismus der Schallab
schirmplatte im Falle der in den Fig. 16(A) bis 16(C) gezeig
ten fünften Ausführungsform.
In den Öffnungen 7AA, die über die Zylinderwände 60 der meh
reren Öffnungen 66 verbunden sind, wirkt die innerhalb zylin
derförmiger Enden der jeweiligen Öffnungen 7AA vorhandene
Luft als die Luftmasse, und nur deren Luftmasse bildet das
Schwingungssystem, welches einen Freiheitsgrad aufweist, wie
in Fig. 16(D) gezeigt ist.
Andererseits wirken Teile der Öffnungen 66 in Fig. 16(C),
welche nicht über die zylindrischen Wände 60 verbunden sind,
als die Luftmassen, und Teile von Luftschichten zwischen den
Durchgangsöffnungen, die nicht durch die zylindrischen Wände
60 unterteilt werden, arbeiten als die Pneumatikfedern, wie
in Fig. 16(D) gezeigt ist. Daher bilden diese Luftmassen und
Pneumatikfedern das Massen-Feder-Schwingungssystem, welches
zwei Freiheitsgrade aufweist.
In Fig. 16(D) weisen die Schwingungssysteme, die einen Frei
heitsgrad haben und durch die Teile 7AA der Öffnungen 60 ge
bildet werden, die durch die zylinderförmigen Wände 60 ver
bunden sind, keine Resonanzfrequenz (Punkt) auf, so daß die
Phasen der auftreffenden Wellen immer gleich denen der durch
gelassenen Wellen sind. Im Gegensatz hierzu weist jedes der
anderen Schwingungssysteme, welche zwei Freiheitsgrade haben,
und durch Teile 66 der Öffnungen 60 gebildet werden, die nicht
über die zylindrischen Wände 60 verbunden sind, eine nachste
hend angegebene Resonanzfrequenz f₁ auf:
In Gleichung (18) bezeichnet c die Schallgeschwindigkeit, α
die Öffnungsrate (die Öffnungsrate bedeutet hier ein Verhält
nis von den Öffnungen 66 eingenommener Flächen zur Gesamt
fläche jeder dünnen Platte der mit Durchgangsöffnungen ver
sehenen Platte 5AA oder 5BB, einschließlich der Fläche der
Öffnungen), t bezeichnet die Plattendicke (die Plattendicke
bedeutet hier die Dicke jeder dünnen Platte der mit Durch
gangslöchern versehenen Platte 5AA oder 5BB), d bezeichnet
den Abstand zwischen den mit Durchgangsöffnungen versehenen
Platten 5AA und 5BB, a bezeichnet den Radius jeder Öffnung,
und β₁ bezeichnet das Verhältnis der Anzahl der Öffnungen
7AA, die durch die zylindrischen Wände 60 verbunden sind, zur
Anzahl sämtlicher Öffnungen 66.
In einem Frequenzbereich außerhalb der in Gleichung (18) an
gegebenen Resonanzfrequenz sind die Phasen der einfallenden
Wellen und jene der durchgelassenen Wellen einander entgegen
gesetzt. Bei den Frequenzen, welche die Resonanzfrequenz des
zwei Freiheitsgrade aufweisenden Schwingungssystems über
schreiten, sind daher die Phasen dieser beiden einfallenden
und durchgelassenen Wellen einander entgegengesetzt, und
löschen sich gegenseitig aus. Auf diese Weise erzielt die
Schallabschirmplatte bei der fünften Ausführungsform die
Schallabschirmleistung.
Fig. 16(E) zeigt die Wirkung des Schallabschirmmechanismus
durch die Schallabschirmplatte im Falle der fünften Ausfüh
rungsform, die in den Fig. 16(A) bis 16(D) gezeigt ist.
Hierbei zeigt Fig. 16(E) den Übertragungsverlust der gesam
ten Schallabschirmplatte (Wand), wenn das Verhältnis β₁ der
Anzahl der Öffnungen 7AA, die über die zylindrischen Wände
60 verbunden sind, zur Anzahl sämtlicher Öffnungen 66 auf
der Schallabschirmplatte (Wand) von β₁ = 1 auf β₁ = 0
variiert wird.
Im Falle des Motorgeräusches des Fahrzeugs 11 liegt das domi
nierende Frequenzband zwischen etwa 1 kHz bis etwa 2,5 kHz.
Wenn daher die Resonanzfrequenz f der Gleichung (18) auf
kleiner oder gleich 1 kHz eingestellt wird, führt die Schall
abschirmplatte gemäß der fünften Ausführungsform zu einer
bemerkenswerten Schallabschirmwirkung bezüglich des Motor
geräusches.
Das Volumen der Luftschicht pro Öffnung (die nicht mit der
gegenüberliegenden Öffnung über die zylindrische Wand 60 ver
bunden ist, und welche der Pneumatikfeder des zwei Freiheits
grade aufweisenden Schwingungssystems entspricht) wird größer
als das Volumen der Luftschicht pro Öffnung, welche der gegen
überliegenden Öffnung gegenüberliegt, wobei keine zylindri
sche Wand 60 im Falle der fünften Ausführungsform vorgesehen
ist. Da die Resonanzfrequenz niedriger wird, kann die Schall
abschirmplatte bei der fünften Ausführungsform die Schallab
schirmwirkung zur Verfügung stellen, beginnend bei einer
niedrigeren Frequenz als die Schallabschirmplatte ohne zylin
drische Wände 60. In dem Fall, in welchem die Schallabschirm
wirkung beginnend von derselben Frequenz aus erzielt wird,
kann eine kompakter ausgebildete Schallabschirmplatte erzielt
werden.
Fig. 17(A) zeigt eine sechste bevorzugte Ausführungsform der
Schallabschirmplatte.
Wie aus Fig. 17(A) hervorgeht, stellen bei der sechsten Aus
führungsform die Teile der Schallabschirmplatte, durch welche
die Belüftungsöffnungen 66 hindurchragen, die Doppelstruktur
der beiden dünnen Platten der mit Durchgangslöchern versehe
nen Platten 5AA und 5BB zur Verfügung. Weiterhin sind die
zylindrischen Wände 60 wie im Falle der fünften Ausführungs
form und die Trennwände 60A in den Raum zwischen den beiden
dünnen Platten der mit Durchgangsöffnungen versehenen Platten
5AA und 5BB verlängert, so daß zwei Arten großer und kleiner
Volumina der Luftschichten zwischen den einander gegenüber
liegenden Öffnungen 66 ausgebildet werden. Weiterhin werden
Öffnungen, die zwei Arten von Radien aufweisen, nämlich große
und kleine, bei der Schallabschirmplatte gemäß der sechsten
Ausführungsform ausgebildet.
Fig. 17(B) zeigt den Schallabschirmmechanismus im Falle der
in Fig. 17(A) gezeigten sechsten Ausführungsform.
Bei der in Fig. 17(B) gezeigten sechsten Ausführungsform kön
nen zwei Arten der Schwingungssysteme, die zwei Freiheits
grade aufweisen, die durch die Luftmassen in den Öffnungen
66 bzw. die Pneumatikfedern in den Luftschichten zwischen
den Platten gebildet werden, ausgebildet werden, und die
Resonanzfrequenzen f₁ und f₂ dieser beiden Schwingungs
systeme lassen sich folgendermaßen ausdrücken:
Bei der sechsten Ausführungsform und bei Gleichung (19) wird
angenommen, daß das gesamte Schwingungssystem in jeweilige
Schwingungssysteme unterteilt ist: Schwingung 1 und Schwin
gung 2, wobei f₁ die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems
1 bezeichnet, f₂ die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems
2 bezeichnet, a₁ jeden Radius der Öffnungen in dem Schwin
gungssystem 1 bezeichnet, a₂ jeden Radius der Öffnungen in
dem Schwingungssystem 2 bezeichnet, β₁ ein Verhältnis jeder
Fläche der Öffnungen in dem Schwingungssystem 1 zu sämtlichen
Flächen der Öffnungen 66 bezeichnet, und β₂ ein Verhältnis
des Volumens der Luftschicht (Zwischenplattenschicht) zwischen
den beiden dünnen Platten der mit Durchgangslöchern versehenen
Platten 5AA und 5BB in dem Schwingungssystem 1 zu sämtlichen
Volumina der Zwischenplatten-Luftschichten zwischen sämtlichen
Öffnungen 66 bezeichnet.
In dem Frequenzbereich zwischen den beiden Resonanzfrequenzen
f₁ und f₂ in Gleichung (19) sind die Phasen der von den
jeweiligen Schwingungssystemen durchgelassenen Wellen einander
entgegengesetzt und löschen einander aus, wodurch die Schall
abschirmwirkung erzielt wird.
Fig. 17(C) zeigt die Schallabschirmwirkung im Falle der sechs
ten Ausführungsform.
Hierbei zeigt Fig. 17(C) den Übertragungsverlust (TL), wenn
das Verhältnis zwischen den jeweiligen Volumina der Luft
schichten entsprechend den Pneumatikfedern der beiden Arten
von Schwingungssystemen 1 und 2 variiert wird, also die Posi
tionen β₂ der zylindrischen Wände 60 und der Trennwände 60A
zwischen den jeweiligen dünnen Platten der mit Durchgangs
öffnungen versehenen Platten 5AA und 5BB, und zwar zwischen
ß₂ = 0,2 und β₂ = 0,5.
Wenn daher die beiden Resonanzfrequenzen f₁ und f₂, die in
Gleichung (24) angegeben sind, so eingestellt werden, daß
das dominierende Frequenzband von etwa 1 kHz bis 2,5 kHz des
Motorgeräusches zwischen den beiden Resonanzfrequenzen f₁
und f₂ liegt, so kann die Schallabschirmwand (Platte) bei
der sechsten Ausführungsform eine Schallabschirmwirkung für
die Motorgeräusche erzielen.
Da die Schallabschirmwirkung beginnend bei der unteren Fre
quenz des Geräusches erzielt werden kann, und zwar mit der
selben Höhe wie jener einer Schallabschirmplatte, welche weder
zylindrische Wände 60 noch Trennwände 60A enthält, läßt sich
eine kompakter ausgebildete Schallabschirmplatte zur Verfügung
stellen.
Die Fig. 18(A) und 18(B) zeigen eine siebte bevorzugte Aus
führungsform der Schallabschirmplatte.
Die Schallabschirmplatte bei der siebten bevorzugten Ausfüh
rungsform stellt eine Dreifachstruktur der drei dünnen Plat
ten zur Verfügung, nämlich der mit Durchgangslöchern versehe
nen Platten 5AA, 5BB und 5CC, so daß daher eine weitere dünne
Platte vorgesehen ist, nämlich die mit Durchgangslöchern ver
sehene Platte 5CC, zusätzlich zur Doppelstruktur der beiden
dünnen Platten aus den mit Durchgangslöchern versehenen Plat
ten 5AA und 5BB bei der fünften Ausführungsform.
Die zylindrischen Wände 60 sind entlang der Umfangsenden der
jeweiligen Öffnungen 7AA verlängert, so daß sie einstückig
die jeweiligen, sich in Längsrichtung erstreckenden zylindri
schen Wände 60 bilden. Die zylindrischen Wände 60 weisen die
selben Innenradien auf wie die zugehörigen Öffnungen 7AA, wie
in Fig. 18(A) und 18(B) gezeigt ist.
Fig. 18(B) zeigt den Schallabschirmmechanismus im Falle der
sechsten Ausführungsform.
Es wird darauf hingewiesen, daß die in Fig. 18(A) gezeigte
Schallabschirmplatte bei der in Fig. 16(A) gezeigten Boden
gruppe UC angebracht wird.
Unter den Öffnungen 66 von Fig. 18(A) arbeiten die Teile 7AA
der Öffnungen 66, die durch die zylindrischen Wände 60 ver
bunden sind, als die Luftmassen, wie im Falle der fünften
Ausführungsform, um so das Schwingungssystem zu bilden, wel
ches nur einen Freiheitsgrad aufweist, nur infolge der Luft
masse.
Zusätzlich wirken die anderen Teile der Durchgangsöffnungen
66, die nicht durch die zylindrischen Wände 60 verbunden sind,
als die Luftmassen in den entsprechenden Teilen der Öffnungen
66, und Teile der Luftschichten zwischen den jeweiligen drei
dünnen Platten aus den mit Durchgangsöffnungen versehenen
Platten 5AA, 5BB und 5CC, die nicht durch die zylindrischen
Wände 60 unterteilt sind, wirken als Pneumatikfedern. Daher
bilden diese Massen und Federn Schwingungssysteme, welche drei
Freiheitsgrade aufweisen.
Auf dieselbe Weise wie bei der fünften Ausführungsform wei
sen die Schwingungssysteme, die einen Freiheitsgrad aufwei
sen, und durch die Teile der Öffnungen 66 gebildet werden,
die über die zylindrischen Wände 60 verbunden sind, keinen
Resonanzfrequenzpunkt auf, so daß die auftreffenden Wellen
immer dieselben Phasen aufweisen wie die durchgelassenen Wel
len.
Im Gegensatz hierzu weisen die Schwingungssysteme, welche
drei Freiheitsgrade aufweisen und durch die Teile 7AA der
Öffnungen 60 gebildet werden, die nicht über die zylindri
schen Wände 60 verbunden sind, die nachstehend angegebenen
zwei Resonanzfrequenzen f₁ und f₂ auf:
In Gleichung (20) bezeichnet f₁ die Resonanzfrequenz erster
Ordnung, f₂ die Resonanzfrequenz zweiter Ordnung, β₁ das
Verhältnis der Anzahl der Öffnungen, die über die zylindri
schen Wände verbunden sind, zur Anzahl sämtlicher Öffnungen,
t₁ jede Dicke der ersten (höchsten) und dritten (untersten),
mit Durchgangslöchern versehenen Endplatte 5AA und 5CC, und
t₂ die Dicke der zweiten (mittleren), mit Durchgangslöchern
versehenen Platte 5BB.
In dem Frequenzbereich zwischen diesen beiden Resonanzfrequen
zen f₁ und f₂ in Gleichung (20) weisen die eintreffenden
Wellen eine entgegengesetzte Phase im Vergleich zu jener der
durchgelassenen Wellen auf. In dem Frequenzbereich zwischen
diesen beiden Resonanzfrequenzen f₁ und f₂ sind daher die
se beiden durchgelassenen Wellen einander entgegengesetzt
und werden gegenseitig ausgelöscht, um eine bemerkenswerte
Schallabschirmwirkung zu erzielen.
Fig. 18(C) zeigt die Schallabschirmwirkung der Schallabschirm
platte (Wand) im Falle der siebten Ausführungsform.
Hierbei zeigt Fig. 18(C) den Übertragungsverlust (TL) der
Schallabschirmplatte bei der siebten Ausführungsform, wenn das
Verhältnis β₁ in der Gleichung (20) der Anzahl der Öffnungen
7AA, die über die zylindrischen Wände 60 verbunden sind, zur
Anzahl sämtlicher Öffnungen 66 zwischen β₁ = 0,60 und β₁ =
0,75 variiert wird.
Wenn hierbei das hauptsächliche (dominierende) Frequenzband
(etwa 1 kHz bis 2,5 kHz) des Motorgeräusches in dem Frequenz
bereich zwischen den beiden Resonanzfrequenzen f₁ und f₂
in der Gleichung (20) enthalten ist, so erzielt die Schall
abschirmplatte (Wand) bei der siebten Ausführungsform eine
bemerkenswerte Schallabschirmwirkung für das Motorgeräusch.
Weiterhin läßt sich eine kompaktere Schallabschirmplatte
erzielen, da die Schallabschirmwirkung beginnend von einer
niedrigeren Frequenz aus erzielt werden kann, als jener
Frequenz, oberhalb derer die Schallabschirmwirkung durch die
Schallabschirmplatte erzielt werden kann, welche dieselbe
Dicke wie bei der siebten Ausführungsform aufweist, und bei
welcher keine zylindrische Wand 60 wie im Falle der siebten
Ausführungsform verlängert vorgesehen ist.
Fig. 19 zeigt eine Querschnittsansicht der Schallabschirm
platte bei einer achten bevorzugten Ausführungsform.
Wie aus Fig. 19 hervorgeht, sind in der achten Ausführungs
form die vorspringenden Wände 61a und 61b auf dieselbe Weise
wie bei der zweiten Ausführungsform von den Umfangsenden der
Öffnungen 66 der mit Durchgangslöchern versehenen Platten 5AA
und 5BB, an welchen keine zylindrische Wand 60 vorgesehen ist,
in Richtung aufeinander verlängert, um große Luftmassen der
zugehörigen Öffnungen 60 zur Verfügung zu stellen, und die
Entfernung zwischen den beiden, mit Durchgangslöchern versehe
nen Platten 5AA und 5BB ist verlängert, um kleine Pneumatik
federn zu erzeugen. Hierdurch wird eine kompaktere Schallab
schirmplatte ermöglicht.
Fig. 20 zeigt eine Querschnittsansicht der Schallabschirm
platte gemäß einer neunten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
Wie aus Fig. 20 hervorgeht, sind bei der neunten Ausführungs
form mehrere Schall absorbierende Materialien 37 in die Räu
me eingeführt, die durch die Wandteile der jeweiligen dünnen
Platten, nämlich der mit Durchgangslöcher versehenen Platten
5AA und 5BB gebildet werden, abgesehen von den Öffnungen 66,
bei der achten Ausführungsform.
Wie voranstehend erläutert weist die Schallabschirmplatte
gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest zwei beabstandete,
mit Durchgangslöchern versehene Platten 5A und 5B; 5AA und
5BB; und 5AA, 5BB und 5CC auf, die jeweils mit den Durchgangs
öffnungen versehen sind, und daher läßt sich durch geeignete
Dicke der gesamten Schallabschirmplatte sowohl die Bereitstel
lung von Belüftungseigenschaften als auch von Schallabschirm
eigenschaften erzielen, die für die Bodengruppe erforderlich
sind.
Da die mit d bezeichnete Dicke zwischen den Platten entspre
chend eingestellt ist, läßt sich die Schallabschirmplatte
an einem Teil der Bodengruppe des Motorraums eines Kraftfahr
zeugs anbringen.
Da die Resonanzfrequenz bzw. Resonanzfrequenzen niedriger
eingestellt werden kann/können als das dominierende Frequenz
band des Motorgeräusches, wobei der Parameter der Zwischen
plattenentfernung d fest eingestellt ist, läßt sich eine kom
pakte Schallabschirmplatte zur Verfügung stellen, welche an
der Bodengruppe des Fahrzeugs 11 angebracht werden kann.
Darüber hinaus lassen sich mit der Schallabschirmplatte gemäß
der vorliegenden Erfindung verschiedene andere Wirkungen
erzielen.
Claims (18)
1. Schallabschirmplatte mit Durchgangslöchern, gekennzeichnet
durch:
- a) zumindest zwei dünne Platten mit Durchgangslöchern, die einander mit einem Zwischenraum gegenüberliegen; und
- b) mehrere Öffnungen, die durch mindestens zwei der dünnen Platten dergestalt hindurchgehen, daß deren Durchgangslöcher einander gegenüberliegen.
2. Schallabschirmplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß Parameter wie eine Öffnungstiefe, eine Öffnungsrate
und der Zwischenraum der dünnen Platten so eingestellt sind,
daß eine Resonanzfrequenz eines Schwingungssystems, welches
durch eine Luftmasse in jeder der Öffnungen gebildet wird,
zusammen mit einer Pneumatikfeder in Form einer Luftschicht
zwischen den beiden dünnen Platten niedriger ist als ein do
minierendes Frequenzband des abzuschirmenden Geräusches.
3. Schallabschirmplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß weiterhin mehrere Schallabsorptionsmaterialien vor
gesehen sind, die in dem Zwischenraum zwischen den beiden
dünnen Platten angeordnet sind, unter Ausnehmung der jeweili
gen Öffnungen.
4. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Form der jeweiligen Öffnungen
im wesentlichen kreisförmig ist.
5. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Formen der jeweiligen Öffnungen
annähernd Vielecke mit n Seiten sind.
6. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Schallabschirmplatte an einer
Bodengruppe angebracht wird, um einen unteren Abschnitt eines
Motorraums eines Kraftfahrzeuges gegenüber dem Außenraum des
Fahrzeugs abzutrennen.
7. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß zwei der dünnen Platten aus starren
Körpern bestehen, und zumindest ein Abstandsstück in dem Zwi
schenraum zwischen den dünnen Platten angeordnet ist.
8. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz der Schallab
schirmplatte kleiner oder gleich 1 kHz eines dominierenden
Frequenzbandes eines Motorgeräusches eingestellt ist.
9. Schallabschirmplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß in der Schallabschirmplatte zumindest zwei Arten von
Schwingungssystemen vorgesehen sind, die durch Pneumatik
massen, die in den jeweiligend Öffnungen gebildet sind, und
Pneumatikfedern, die in Luftschichten zwischen den jeweiligen
dünnen Platten der mit Durchgangslöchern versehenen Platten
vorgesehen sind, gebildet werden.
10. Schallabschirmplatte nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß weiterhin mehrere Wände vorgesehen sind, die in
dem Zwischenraum zwischen den beiden dünnen Platten angeord
net sind, um die Luftschichten zu unterteilen, die zwischen
den jeweiligen dünnen Platten vorhanden sind, wobei eine oder
mehrere Gruppen von Öffnungen in der Schallabschirmplatte
vorgesehen sind.
11. Schallabschirmplatte nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schallabschirmplatte eine Dreifach
struktur aus drei dünnen Platten mit Durchgangslöchern auf
weist.
12. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Schallabschirm
platte zur Belüftung vorgesehen sind, um an einer Bodengruppe
eines Motorraumes eines Kraftfahrzeuges angebracht zu werden.
13. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher an den obe
ren und unteren dünnen Platten der Schallabschirmplatte so
ausgebildet sind, daß sie zur Innenseite der Schallabschirm
platte hin vorspringen.
14. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere schallabsorbierende Mate
rialien im Zwischenraum vorgesehen sind.
15. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz als die
nachstehend angegebene Resonanzfrequenz f₁ ausgedrückt wird:
wobei c die Schallgeschwindigkeit bezeichnet, α eine Öff
nungsrate, t jede Dicke der jeweiligen dünnen Platten der mit
Durchgangsöffnungen versehenen Platten, a einen Radius jeder
Öffnung, und β₁ ein Verhältnis der Anzahl an Öffnungen, wel
che über die zylindrischen Wände verbunden sind, zur Anzahl
sämtlicher Öffnungen, und d den räumlichen Abstand zwischen
den Platten.
16. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die maximale und minimale Reso
nanzfrequenz als f₁ bzw. f₂ auf nachstehende Weise ausge
drückt wird:
wobei unter der Voraussetzung, daß die beiden Arten von
Schwingungssystemen als Schwingungssystem (1) und Schwingungs
system (2) bezeichnet werden, f₁ die Resonanzfrequenz des
Schwingungssystem (1) bezeichnet, f₂ die Resonanzfrequenz des
Schwingungssystems (2), a₁ einen Radius jeder Öffnung in dem
Schwingungssystem (1), a₂ einen Radius jeder Öffnung in dem
Schwingungssystem (2), β₁ ein Verhältnis jeder Fläche der Öff
nungen in dem Schwingungssystem (1) zur Fläche sämtlicher Öff
nungen, und β₂ ein Verhältnis der Volumina der Zwischenplat
ten-Luftschichten in dem Schwingungssystem (1) zu den Volumina
der Zwischenplatten-Luftschichten sämtlicher Öffnungen.
17. Schallabschirmplatte nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite niedrigste
Resonanzfrequenz als f₁ bzw. f₂ wie folgt definiert sind:
wobei f₁ eine Resonanzfrequenz erster Ordnung bezeichnet, f₂
eine Resonanzfrequenz zweiter Ordnung, β₁ ein Verhältnis der
Anzahl der Öffnungen, die über die zylindrischen Wände ver
bunden sind, zur Anzahl sämtlicher Öffnungen, t₁ die Platten
dicke der obersten und untersten dünnen Platten der mit
Durchgangslöchern versehenen Platten, und t₂ die Plattendicke
einer mittleren dünnen Platte der mit Durchgangsöffnungen
versehenen Platte.
18. Arbeitsverfahren für eine Schallabschirmplattenanordnung
mit zwei dünnen, mit Durchgangslöchern versehenen Platten,
die mehrere Öffnungen durch die Platten aufweisen, und zwi
schen einem ersten Luftraum und einem zweiten Luftraum ange
ordnet sind, wobei zumindest eine Resonanzfrequenz zumindest
eines Schwingungssystems, welches durch Luft in den Öffnungen
und Luftschichten im Zwischenraum der dünnen Platten erzeugt
wird, niedriger eingestellt ist als die Frequenz einer
Schallwelle, die von dem ersten Luftraum erzeugt wird, und
vom zweiten Luftraum abgeschirmt werden soll.
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